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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Kopfstütze eines Kraftfahrzeugsitzes
mit einer Tragstruktur, die mindestens einen Holm und einen Bügel aufweist,
und mit einem Stützkörper, wobei
die Tragstruktur mit dem Stützkörper über mindestens eine
Längsführung verbunden
ist, und der Stützkörper gegenüber der
Tragstruktur aus einer normalen Gebrauchsposition entlang eines
Vorschubweges in eine Unfallposition bewegt werden kann, in der
sich der Stützkörper sowohl
in x-Richtung als
auch in z-Richtung vor der Gebrauchsposition befindet.
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Eine
derartige Kopfstütze
hat in bekannter Weise auch noch einen Polsterkörper, der dem Kopf eines Passagiers
eine Anlage bietet. Dieser Polsterkörper wird von dem Stützkörper getragen.
Der Stützkörper befindet
sich im Wesentlichen hinter und innerhalb des Polsterkörpers. Die
Tragstruktur verbindet die Kopfstütze mit einer Rückenlehne
eines Sitzes. Üblicherweise
hat die Tragstruktur zwei parallele Holme, die der Rückenlehne
angeordnet sind, zumeist sind sie verschiebbar in der Rückenlehne
angeordnet.
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Bei
unfallbedingten Situationen des Kraftfahrzeuges ist es wichtig,
dass der Kopf des Passagiers während
des Unfalles ausreichend abgestützt wird.
Insbesondere ist dies entscheidend bei Heckaufprallunfällen. Normalerweise
liegt der Kopf eines Passagiers nicht ständig am Polsterkörper an,
vielmehr befindet er sich in einer gewissen Entfernung vom Polsterkörper. Bei
einem Unfall ist dies nachteilig, weil der Kopf eines Passagiers
sich erst um ein gewisses Stück
bewegen muss, bevor er überhaupt in
Anlage an den weichen Polsterkörper
kommt. Bekanntlich ist es die Rückwärtsbewegung
eines Kopfes gegenüber
dem Oberkörper,
die Schmerzen und Schäden
verursachen. Bekannt ist hier der so genannte „whip lash" bzw. „Peitschenschlag".
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Die
Erfindung betrifft aktive Kopfstützen,
die ausgelöst
durch einen Crashsensor während
eines Unfalles sich in x-Richtung und zugleich in z-Richtung nach
vorn bewegen, beispielsweise 50 mm in x-Richtung nach vorn und 35
mm in z-Richtung
nach oben. Für
derartige aktive Kopfstützen
werden unter anderem Schraubenfedern, beispielsweise Zugfedern,
als Antrieb eingesetzt. Es gilt, eine für den Einsatzzweck möglichst
gut geeignete Konstruktion, insbesondere hinsichtlich der Kinematik,
für eine
Kopfstütze
zu finden, die bei einem Unfall sicher und zuverlässig, aber
auch ausreichend schnell in die Unfallposition gebracht werden kann.
In einer Verbesserung soll auch eine Komforteinstellung in der Gebrauchsposition
erreicht werden, diese Komforteinstellung soll unabhängig sein
von der Kraft der Antriebsfeder.
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Hiervon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine crashaktivierte
Kopfstütze und
vorzugsweise mit einer Zugfeder als Antriebsfeder ausgebildete Kopfstütze dahingehend
weiterzubilden, dass sie eine sichere, zuverlässige Konstruktion aufweist
und eine sichere Bewegung der Tragstruktur in die Unfallposition
gewährleistet,
vorzugsweise auch diese sichere Kinematik auch in der Komforteinstellung
in der Gebrauchsposition erreicht ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch die Kopfstütze
mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Diese
Kopfstütze
hat aufgrund der beiden miteinander gekoppelten Schwingen einen
präzisen Bewegungsablauf
beim Übergang
von der Gebrauchsposition in die Unfallposition. Ein Querstellen des
Stützkörpers gegenüber der
Tragstruktur während
dieses Bewegungsablaufs wird verhindert. Dadurch lässt sich
in einer Weiterentwicklung die Kopfstütze auch günstig mit einer so genannten
Komfortverstellung in der Gebrauchsposition ausrüsten. Die Schwingen lassen
sich günstig
mit Arretiermitteln kombinieren. Insbesondere sind derartige Arretiermittel
auch vorgesehen, um in der Unfallposition die Tragstruktur so gegenüber dem Stützkörper zu
arretieren, dass der Stützkörper nicht
zurückgedrückt werden
kann, beispielsweise durch einen Kopf eines Passagiers, der auf
die Kopfstütze
aufschlägt.
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Die
Traverse, die die beiden Schwingen miteinander verbindet und ihre
Bewegung synchronisiert, kann auf der Drehachse liegen, die durch
die Gelenke verläuft,
parallel zu dieser sein, oder anderweitig verlaufen. Vorzugsweise
sind zwei parallele Längsführungen
vorgesehen. In einer bevorzugten Ausbildung befinden sich die Längsführungen
oben und ist die Gelenkachse der beiden Schwingen unten.
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In
einer besonders bevorzugten Ausbildung ist eine Antriebsfeder zwischen
Stützkörper und Tragstruktur
angeordnet, sie ist normalerweise durch eine Blockiervorrichtung
blockiert. Der Blockiervorrichtung ist eine Freigabeeinrichtung
zugeordnet, sie gibt die Blockiervorrichtung frei, wenn ein Crashsensor
eine Unfallsituation ermittelt hat. Dabei hat die Blockiervorrichtung
ein erstes Blockierteil, das eine längliche Öffnung hat, in die ein Mitnehmer
der Tragstruktur greift. In der Gebrauchsstellung stützt das
erste Blockierteil die Zugkraft der Feder ab, nach Betätigen der
Freigabeeinrichtung gibt das erste Blockierteil die Zugfeder frei.
Auf diese Weise wird eine Komforteinstellung der Kopfstütze ermöglicht.
Der Weg, der im Rahmen der Komforteinstellung möglich ist, ist kürzer als
der Vorschubweg während
eines Unfalls. Der Weg der Komforteinstellung ist vorzugsweise gradlinig,
er kann aber auch kurvenförmig
sein, insbesondere kann er ein Teilstück des kurvenförmigen Weges
sein, der von den Schwingen vorgegeben ist. Um den Stützkörper gegenüber der
Tragstruktur bei einer Komforteinstellung positionieren zu können, ist
vorzugsweise eine Arretiervorrichtung vorgesehen.
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Das
erste Blockierteil hat die Aufgabe, zusammen mit weiteren Bauteilen
die Zugkraft der Antriebsfeder solange zu blockieren, bis die Freigabeeinrichtung
freigegeben ist. Das erste Blockierteil neutralisiert somit die
Antriebsfeder. Dabei erfolgt die Abstützung der Antriebsfeder innerhalb
der Baugruppe aus Antriebseinheit und Stützkörper. Die Antriebsfeder greift
somit nicht unmittelbar zwischen Tragstruktur und Stützkörper an
und insbesondere nicht mehr direkt an der Tragstruktur an, vielmehr greift
sie über
eine Art von Schleppkupplung an der Tragstruktur an. Diese Schleppkupplung
wird durch das Langloch gebildet, das im ersten Blockierteil vorgesehen
ist, weiterhin durch den Mitnehmer der Tragstruktur. Letzterer ist
vorzugsweise gebildet durch ein oberes Querteil des Bügels. Innerhalb
des Langlochs kann eine Komforteinstellung des Stützkörpers gegenüber der
Tragstruktur erfolgen, ohne dass diese Einstellung durch die Zugkraft
der Antriebsfeder belastet ist. Je nach gewählter Komforteinstellung in
der Gebrauchsposition muss der Stützkörper nicht mehr entlang des
gesamten Vorschubweges in die Unfallposition bewegt werden, sondern nur
noch entlang eines Teils dieses Vorschubweges. In einer Unfallsituation
wird zunächst
ein evtl. Freiweg der Schleppkupplung aufgezehrt, danach erfolgt ein
unmittelbarer Antrieb des Stützkörpers relativ
zur Tragstruktur durch die Antriebsfeder. An ihrem einen Ende, vorzugsweise
an ihrem unteren Ende, ist die Antriebsfeder am Stützkörper festgelegt.
Ist die Unfallposition einmal erreicht, kann nicht mehr festgestellt
werden, von welchem Ort innerhalb der Komforteinstellung die Unfallposition
erreicht wurde.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie
der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert werden.
In dieser Zeichnung zeigen:
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1:
eine perspektivische Darstellung wesentlicher Teile einer Kopfstütze und
in einer Ausführung
mit zwei nach unten ragenden Holmen, Blickrichtung von schräg vorn rechts,
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2:
eine perspektivische Darstellung der Ausführung nach 1,
jedoch mit mehr Einzelheiten und teilweise weggeschnittenen Teilen,
Blickrichtung von schräg
vorne links,
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3:
eine perspektivische Darstellung mit Blickrichtung von schräg vorn rechts
einer zweiten Ausführung
seitlich angeschweißtem
Holm,
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4:
eine prinzipielle Seitenansicht wesentlicher Teile der beiden Ausführungsbeispiele,
gezeigt ist die Gebrauchsposition,
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5:
eine Darstellung wie 4, gezeigt ist die Unfallposition,
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6:
eine Darstellung ähnlich
den 4 und 5, jedoch nunmehr mit mehr Einzelheiten, gezeigt
ist die Gebrauchsposition,
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7:
eine Seitenansicht wie 6, gezeigt ist die hinterste
Komforteinstellung, und
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8:
eine Darstellung wie 6, gezeigt ist nunmehr die Unfallposition.
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Die
Kopfstütze
wird zunächst
anhand des ersten Ausführungsbeispiels
nach den 1 und 2 erläutert. Dabei
gelten diese Erläuterungen auch
für die
anderen Ausführungsbeispiele,
sofern diese anderen Ausführungsbeispiele
unterschiedlich sind, wird dies im Folgenden im Einzelnen ausgeführt.
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Wie
die Figuren zeigen, hat die Kopfstütze eine Tragstruktur 20,
die einen Bügel 22 und
zwei mit diesem Bügel
verbunden und den Bügel
tragende Holme 24 haben. Der Bügel 22 ist im Wesentlichen U-förmig, im
ersten Ausführungsbeispiel
geht er einstückig
in die beiden Holme 24 über.
Er hat ein oberes Querteil 26, zwei Seitenteile 28,
die zueinander parallel verlaufen, und vorzugsweise zwei Endstücke 30,
die von den Seitenteil 28 nach innen hin wegstehen und
aufeinander zuweisen.
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Mit
dieser Tragstruktur 20 wirkt ein Stützkörper 40 zusammen,
er besteht im Wesentlichen aus zwei Bauteilen, nämlich einem vorderen Bauteil 42 (siehe 4 und 5)
und einem hinteren Bauteil 44. Zwischen diesen beiden Bauteilen 42, 44 befindet sich
der Bügel 22.
Er ist unverlierbar zwischen diesen beiden Bauteilen eingeschlossen.
Vorzugsweise ist der Stützkörper 40 aus
Kunststoff gefertigt, er kann aber grundsätzlich aus jedem beliebigen
Material gefertigt sein. Der Stützkörper 40 kann
aus der Gebrauchsposition, die in den 1 bis 4, 6 und 7 gezeigt
ist, in die Unfallposition bewegt werden, wie in den 6 und 8 gezeigt
ist. Er bewegt sich dabei entlang eines Vorschubweges 46 gekrümmt verläuft. Wie
beispielsweise durch Vergleich der 4 und 5 ersichtlich
ist, befindet sich der Stützkörper 40 in
der Unfallposition sowohl in x-Richtung als auch in z-Richtung vor
der Gebrauchsposition, und zwar beispielsweise 50 mm in x-Richtung
und 35 mm in z-Richtung vorverschoben.
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Die
Tragstruktur 20 ist mit dem Stützkörper 40 oben über zwei
baugleiche Führungsbereiche 48 und
unten über
zwei Schwingen 50 verbunden. Die oberen Führungsbereiche 48 werden
gebildet durch das obere Querteil 26 der Tragstruktur 20 und
gekrümmt
verlaufende Ausnehmungen 52, die im Wesentlichen hinterem
Bauteil 44 ausgebildet sind und durch das vordere Bauteil 42 nach
vorn abgeschlossen sind. Die beiden Schwingen 50 sind baugleich, sie
sind am Bügel 24,
genauer gesagt an den Endstücken 30,
um jeweils ein Gelenk 54 drehbar gelagert. Die Drehachsen
dieser beiden Gelenke 54 liegen auf einer Geraden, die
in y-Richtung verläuft.
Eine unter dieser Geraden angeordnete Traverse 56 verbindet die
beiden Schwingen 50 zu einer Baueinheit. In den Figuren
ist die Traverse 56 parallel zur Achse der Gelenke 54 versetzt.
Dies muss nicht so sein, die Traverse 56 kann auch auf
der Gelenkachse liegen, sie kann auch unparallel sein. Entscheidend
ist nur, dass die beiden Schwingen 50 zu einem Bauteil
miteinander verbunden sind.
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Die
Schwingen 50 sind jeweils in einem Anlenkpunkt 58 am
Stützkörper 40 angelenkt,
konkret sind sie am hinteren Bauteil 44 angelenkt. Wie
aus den Figuren ersichtlich ist, sind die Schwingen 50 im Wesentlichen
als ein 70° Kreissektor
ausgeführt.
Genauer gesagt haben sie noch eine Aussparung 60, die in 4 dargestellt
ist und in die ein Anschlag 62 eingreift, der am Stützkörper 40 ausgebildet
ist.
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Die
Schwingen 50 haben einen Arretierbogen 64, der
mehrere, sägezahnförmige Arretierungen
aufweist. Mit diesen wirkt ein Arretierelement in Form eines Arretierblechs 66 zusammen,
das im Stützkörper 40 in
zwei Schlitzen bewegbar gelagert ist und durch mindestens eine Feder
in Arretierstellung gezogen wird. Aufgrund der Sägezahnform der Arretierungen
kann der Stützkörper 40 nach
vorn gezogen werden. Seine Bewegung nach hinten, also in negativer
x-Richtung, wird jedoch durch die Arretierungen blockiert. Beim Übergang
von der Gebrauchsposition in die Unfallposition schwenken die Schwingen 50 um
etwa 70°.
Dabei beschreibt jeder Anlenkpunkt 58 eine entsprechende
Kreisbahn das Gelenk 54 als Zentrum. Ein entsprechender
Bogenverlauf, jedoch nicht exakt auf einer Kreisbahn liegend, beschreiben
die Führungsbereiche 48.
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Das
Ausführungsbeispiel
nach den 3 unterscheidet sich von dem
ersten Ausführungsbeispiel
nach den 1 und 2 dadurch,
dass ein Holm 24 seitlich an ein Seitenteil 28 angeschweißt ist und
von diesem quer wegsteht. Dieser Holm 24 kann von einer
Stütze
getragen werden, die aus einer Rückenlehne
nach oben wegsteht und vorzugsweise eine Höhenverstellung der Kopfstütze zulässt. Wie auch
das Ausführungsbeispiel
nach den 1 und 2 ist der
Bügel 22 aus
Rohrmaterial oder anderen geeigneten Profilen gefertigt. In diesem
Fall ist der Bügel
sogar einstückig
ausgeführt.
Grundsätzlich sind
Endstücke 30 nicht
notwendig, sofern nur die Gelenke 54 in irgendeiner Form
mit dem Bügel 22, insbesondere
dessen Seitenteilen 28, verbunden sind. Die Endstücke 30 bieten
den Vorteil, dass die Gelenke 54 gegenüber den Seitenteilen 28 nach
innen verlagert werden, so dass seitlich Platz für die Schwingen 50 und
andere Bauteile, wie beispielsweise das Arretierblech 66 geschaffen
wird. Wie man aus den Figuren erkennt, befinden sich die Schwingen 50 zwischen
den Seitenteilen 28 und dem hinteren Bauteil 44.
Das hintere Bauteil 44 wiederum befindet sich zwischen
den zwei Schwingen 50.
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Um
den Stützkörper 40 relativ
zur Tragstruktur 20 aus der Gebrauchsposition in die Unfallposition bewegen
zu können,
ist eine Antriebseinheit vorgesehen, die eine Zugfeder 70 aufweist.
Sie ist durch eine Blockiervorrichtung 72 normalerweise
gesperrt, kann also keine Wirkung entfalten. Die Blockiervorrichtung 72 kann
durch eine Freigabeeinrichtung 74 entsperrt werden, dies
geschieht im Falle eines Unfalls. Es ist ein Crashsensor (nicht
dargestellt, da bekannt) vorgesehen, der die Freigabeeinrichtung 74 betätigt, beispielsweise
durch eine Treibladung, durch einen Elektromagneten oder dergleichen.
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Die
Blockiervorrichtung 72 hat ein erstes Blockierteil 76 und
ein zweites Blockierteil 78. Beide sind normalerweise in
einer gestreckten Anordnung, wie sie 6 und 7 zeigt.
Dann neutralisieren sie die Zugkraft der Zugfeder 70.
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Das
erste Blockierteil 76 hat eine längliche Öffnung 80, die das
obere Querteil 26 umgreift. Sie bildet eine Art Schleppkupplung
aus, auf deren Funktion noch eingegangen werden wird. Wie die 6 und 7 zeigen,
ist der freie Weg des oberen Querteils 26 innerhalb der Öffnung 80 kleiner,
etwa nur halb so groß,
wie der freie Weg des oberen Querteils 26 innerhalb des
oberen Führungsbereichs 48.
In 6 ist der Vorschubweg 46 mit einem Verstellweg 82 innerhalb
der Öffnung 80 gezeigt.
Da sich das obere Querteil 26 sowohl immer innerhalb der Öffnung 80 als
auch innerhalb des Langlochs, das den Führungsbereich 48 ausbildet,
befindet, verschieben sich die beiden Wege, wenn eine Verstellung
des Stützkörpers 40 erfolgt.
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Innerhalb
des Verstellweges 82 kann eine Komforteinstellung des Stützkörpers 40 gegenüber der
Tragstruktur 20 erfolgen. Dabei kann, wie bereits beschrieben,
der Stützkörper 40 in
x-Richtung nach vorne gezogen werden und findet sich in neue Arretierungen
ein. Er kann auch nach vorne gezogen werden und findet sich in neue
Arretierungen ein. Er kann wieder in die Ausgangsstellung, die die 6 zeigt,
zurückgebracht
werden, wenn eine Betätigung 84,
die sich auf jeder Seite der Kopfstütze befindet, betätigt wird
und dadurch das Arretierblech 66 freigegeben wird.
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Das
erste Blockierteil 76 hat die Aufgabe, die Zugkraft der
Zugfeder 70 zu blockieren und eine Schleppkupplung gegenüber der
Tragstruktur 20 zu bilden. In der konkreten Ausführungsform
stützt
sich das erste Blockierteil 76 am zweiten Blockierteil 78 ab,
die Abstützung
erfolgt in Höhe
der Freigabeeinrichtung 74. Das zweite Blockierteil 78 ist
um eine Schwenkachse 86 schwenkbar am Stützkörper 40 angelenkt,
konkret am hinteren Bauteil 44. An derselben Schwenkachse 86 greift
auch das untere Ende der Zugfeder 70 an. Das obere Ende
der Zugfeder 70 ist am ersten Blockierteil 76 festgelegt.
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Wird
die Freigabeeinrichtung 74 betätigt, verlassen die Blockierteile 76, 78 ihre
gestreckte Position und kommen in die Position gemäß 8.
In dieser Position ist die Zugfeder 70 frei, sie wird nicht mehr
durch die Blockierteile 76, 78 blockiert. Sie
zieht den Stützkörper 40 nach
oben, wodurch die Position gemäß 8 erreicht
wird.
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In
der Unfallposition hängt
das erste Blockierteil 76 im Wesentlichen nur noch am oberen Querteil 26.
Die Blockiervorrichtung 72 kann zwar wieder rekonstruiert
werden, hierzu sind aber Eingriffe in der Kopfstütze nötig. Man kann beispielsweise auch
die beiden Blockierteile 76, 78 durch ein gemeinsames
Gelenk verbinden, das als Kniehebelanordnung ausgeführt ist.